氨氮納氏法測定中的影響因素分析

閆好民 韓 萍 張云楓 黃虹霞

（1.浙江禾田化工有限公司，浙江 杭州 310023；2.杭州環保科技咨詢有限公司，浙江 杭州 310014）

氨氮是指水中以游離氨（NH3）和銨離子（NH4）形式存在的氮，動物性有機物的含氮量一般較植物性有機物高，氨氮對環境的影響越來越受到人們的重視，首先氨氮可以造成水體富營養化，污染水體，其次當水中氨氮達到一定濃度時，氨氣會從水中揮發出來，對空氣造成很大的影響，所以氨氮是環境水質監測和控制的一個非常重要的指標。氨氮測定常用方法有蒸餾法、納氏試劑比色法、水楊酸-次氯酸鹽光度法和滴定法［1］，這幾種方法中，納氏試劑比色法具有操作方便、準確度和重顯性高的優點，因而在環境監測中經常使用，同時也是國標方法，雖然在標準中介紹了納氏試劑比色法的測定過程，但在實際的樣品分析工作中卻有很多因素會影響測定結果，本文從實際經驗出發，對測定過程中的影響因素做了詳細的實驗，對測定過程中常見的問題進行了總結。

1 方法原理

納氏試劑在酒石酸鉀鈉體系中與游離態的氨或氨根離子反應生成棕橙色化合物，這種化合物在410nm波長有最大吸收，且重顯性和穩定性較好。納氏試劑顯色反應的反應式如下：

2 顯色條件的優化

2.1 廢水樣品和顯色體系pH值對測定結果的影響［2］

把廢水樣品調節為不同的pH值，移取25mL廢水樣品于50mL比色管中，選用KI、HgCl2和KOH為納氏試劑，用進口的酒石酸鉀鈉（東京化成工業株式會社生產），嚴格按HJ 535-2009的要求對樣品進行測定，測定結果如表1。

表1 樣品pH值和吸光度的關系

從表1可以看出，顯色體系的pH在13.0～13.6時，顯色完全，吸光度穩定，測定結果的重顯性較好，顯色體系的pH值低于13.0，顯色不完全，當顯色體系的pH值低于6.5時，樣品基本不發生顯色反應，同時，比色管底部會有微紅色的KI沉淀析出，所以為保證顯色完全，顯色體系的pH值應在13.0～13.6之間較為理想，顯色體系的pH值高于13.6，溶液中會產生大量NH2Hg2IO，溶液變渾濁而無法測定，所以分析樣品時，由于樣品濃度較大，移取樣品較少，一定要先定容或者加水稀釋后再加酒石酸鉀鈉和納氏試劑，避免納氏試劑加入后，樣品pH值較高，溶液會變渾，吸光度變大，影響測定結果。

在日常測定中廢水樣品的pH值大于2就可以了，主要是因為納多氏試劑的堿性很強，加入酸性廢水中時會對廢水中的酸度進行中和，所以在廢水樣品保存運輸的過程中加酸酸化后的樣品，在測定之前將其pH調至大于2就可以了。

2.2 反應溫度對測定結果的影響

把恒溫槽的溫度設為不同的溫度，移取兩份25mL廢水于50mL比色管中，選用KI、HgCl2和KOH為納氏試劑，用進口的酒石酸鉀鈉（東京化成工業株式會社），嚴格按HJ 535-2009的要求對樣品進行測定，測定結果如表2。

表2 反應溫度和吸光度的關系

從表2的數據可以看出，當溫度小于15℃時顯色不完全，當溫度在20℃～30℃之間時，顯色完全，吸光度穩定，當溫度大于35℃時，溶液開始褪色，所以，實驗顯色溫度最好控制在20℃～30℃之間，當溫度小于15℃時我們可以用恒溫槽加熱，也可以適當延長顯色時間來達到顯色完全的目的。當室溫大于30℃時，可以通過開空調或者恒溫槽來控制顯色體系的溫度進行樣品測定。

2.3 顯色時間對測定結果的影響

移取25mL廢水樣品于50mL比色管中，嚴格按HJ 535-2009的要求加入試劑，放入25℃的恒溫槽中顯色，在不同的時間對樣品進行測定，測定結果如表3。

表3 顯色時間和吸光度的關系

從表3可知，顯色5min，顯色不完，當10～25min時，顯色完全，吸光度穩定，當顯色時間超過35min時吸光度增大，當顯色時間再長大于60min時，吸光度又減小，所以在樣品測定時一般選顯色時間10～25min，最好不要超過35min。

3 化學試劑對測定的影響

3.1 納氏試劑的影響

納氏試劑有兩種配制方法，第一種方法利用KI、HgCl2和KOH配制，第二種方法利用KI、HgI2和NaOH配制。兩種方法均可產生顯色基團［HgI4］2-，第一種方法配制操作相對比較復雜，標準沒有說明HgCl2的加入量，要操作者通過經驗去判斷，我們通常實驗發現納氏試劑的配制過程中，HgCl2與KI的最佳用量比為4：10，即8g HgCl2溶于20g KI溶液，這種比例配制的納氏劑在測定過程中，重顯性和穩定性較好，同時靈敏度也。第二種方法配制相對簡單，但在測定過程中空白相對較大，穩定性和靈敏度相對較差。

我們用進口的酒石酸鉀鈉（東京化成工業株式會社），娃哈哈純凈水，嚴格按HJ 535-2009的操作對兩種納氏試劑進行了空白測定，兩種試劑的空白如表4。

表4 兩種納氏試劑配法吸光度空白值

從表4可以清楚的看到，第一種方法空白值和含汞量較低；第二種方法的空白值較高，而且含汞量較高。另外，用第一種方法所配制的納氏試劑的空白值均能滿足HJ 535-2009空白吸光度小于0.03的要求，用第二方法配制的試劑吸光度有時會超過0.03，因此優先使用第一種方法，在實際分析過程中，對測定結果要求較高的情況下，我們選用第一種方法，但是對測定結果要求相對較低的情況下我們選用第二種配法，因為用第二種方法配制操作相對簡單，配好的納氏試劑穩定性較好，放置時間更長，另外我們在配制試劑時，一定要堿液溫度降到室溫以后再加入，否則易出現渾濁和沉淀，導致空白值偏高。配制好的納氏試劑應貯存于聚乙烯瓶內，放于冰箱內冷藏保存。

3.2 酒石酸鉀鈉的影響

在日常測定中，我們以KI、HgC12和KOH做納氏試劑，對國產的分析純的酒石酸鉀鈉和進口的酒石酸鉀鈉（東京化成工業株式會社）進行了空白值測定，結果如表5。

表5 不同酒石酸鉀鈉的吸光度空白值

從表5可知，用進口的酒石酸鉀鈉時，能達到HJ 535-2009空白吸光度小于0.03的要求，國產的酸鉀鈉都達不到HJ 535-2009空白吸光度小于0.03的要求，所以我們在測定中用進口的酒石酸鉀鈉。

另外，當酒石酸鉀鈉的純較低時，在測定時顯色體系可能會出現乳白色的沉淀，影響測定結果，酒石酒鉀鈉對測定結果的影響比較大，所以在選購酒石酸鉀鈉時一定要選購純度比較高的。

3.3 實驗用水的影響

氨氮實驗中的實驗用水為無氨水，若實驗用水被空氣中的氨或者氨鹽試劑污染，可導致空白值偏高，因此無氨水用后應密封保存。我們以KI、HgC12和KOH做納氏試劑，選用進口的酒石酸鉀鈉（東京化成工業株式會社），以自來水、新鮮蒸餾水娃哈哈純凈水做空白試驗，結果如表6。

表6 不同的實驗用水空白值

從表6可知，無氨水，新鮮蒸餾水和娃哈哈純凈水都能滿足實驗要求，其實驗空白值與用無氨水的方法無顯著性差異，但是自來水空白相對較高，因此蒸餾水、娃哈哈純凈水均可使用。

4 測定結果討論［3］

我們以進口的酒石酸鉀鈉（東京化成工業株式會社），以KI、HgC12和KOH做納氏試劑，用娃哈哈水繪制標準曲線為C=-0.06+2.59A，相關系數為0.9998。精密度實驗結果如表7。

表7 氨氮測定精密度

從表7可以知我們用進口的酒石酸鉀鈉，以KI、HgC12和KOH做納氏試劑，用娃哈哈水為實驗用水，對樣品進行測定取得了較好的效果。

5 小結

通過實驗我們發現要使測定取得好的效果，必須注意以下幾個方面。首先要購入純度較高的化學試劑，特別是酒石酸鉀鈉；其次還要注意納氏試劑的配制方法，做到根據不同的要求選用不同的配制方法；最后還要注意分析過程中各項反應條件的控制，如顯色體系的的pH值、顯色時間、顯色溫度等，盡量控制反應在最佳條件下進行，才能確保分析結果的精密度和準確度。

［1］《水和廢水監測分析方法指南》編委會.水和廢水監測分析方法指南［M］.北京：中國環境科學出版社，1990：133-140.

［2］王文雷.納氏試劑比色法測定水體中氨氮影響因素的探討［J］.中國環境監測，2009，25（1）：29-32.

［3］趙一凡，馮枯，趙陽.納氏試劑比色法測定水中氨氮影響因素的研究［J］.化工技術與開發，2010，39（5）：42-44.